uso ef.vapor y trampas 2005

HGR-Uso ef.vapor 2005 Diap. N° 1

Uso Eficiente de vapor e linhas para Uso Eficiente de vapor e linhas para VaporVapor


1 Sensores.2 Tubos (2do paso).3 Tubos (3er paso).4 Cámara de combustão.5 Caixa de fumos frontal.6 Caixa de saida posterior.7 Visor.8 Válvula de segurança.9 Válv. saída vapor.10 Válv retenção de água.11 Controles de nivel.12 Entrada de inspeção.13 Disco Ruptura.14 Carcaça.15 Bomba de água.16 Painel de controle17 Queimador18 Ventilador 19 Silenciador ventilador

Caldeira FlamotubularCaldeira Flamotubular


Caldera flamotubular de 3 PassosCaldera flamotubular de 3 Passos

ss Vapor a 150 oC

1600 oC400 oC

350 oC

2º Paso (Tubos)

3er Paso (Tubos)

1er Paso (Hogar)

200 oC


Caldeira AquotubularCaldeira Aquotubular

Domosuperior

DomoInferior

Gases quentes

Vapor

Agua

O calor cedido pelos gases é transferido para a caldeira por condução e convecção.


Tabela de Vapor SaturadoTabela de Vapor Saturado


Circuito típico de vaporCircuito típico de vapor


Gráfico de Expansão para Tubos de Gráfico de Expansão para Tubos de Aço Aço

Temperatura del Vapor Saturado

Dilatação da Tubulação (mm)

Long

itud

de T

uber

ía (m

etro

s)

Diferenca de Temperatura oC/

bar g 1 2 3 4 5 7,5 10 15 20 25 30

Temperatura 120 134 144 152 159 173 184 201 215 226 236


Omega ou Lira Fole


Pontos de AncoragemPontos de AncoragemAbraçadeira

Flange


Soportes para Tuberías de VaporSoportes para Tuberías de Vapor

Suporte duplo

Suporte

Abraçadeira


Conexões das DerivacõesConexões das Derivacões

CorrectoIncorreto

Vapor Vapor

Condensado


Condensado formado em tubulações Condensado formado em tubulações de vaporde vapor

(kg/hora de condensado cada 50 m de Tubulação)(kg/hora de condensado cada 50 m de Tubulação)

Presión de Vapor

Tamaño de Tubería (mm)

(bar r) 50 65 80 100 125 150 200 250 300 350 400 450 500 600

9 9,5 15,1 19,7 28,1 38,1 49,4 71 105 139 164 216 272 320 436

9,3 11,3 14,1 16,5 20,6 24,5 31,5 39 46,5 51,5 60 64 72 88

10 9,9 15,7 20,4 29,2 39,6 51,3 77 109 144 171 224 282 332 463

9,8 11,9 14,6 16,9 21,3 25 33 41 49 54 62 67 75 90

11 10,4 16,5 21,6 30,7 41,7 54,1 81,1 115 152 180 236 298 350 488

10,9 13 15,7 17,7 22,5 26 36 45 53 59 67 73 81 97


Golpe de ArieteGolpe de Ariete

Vapor

Vapor

Vapor

Condensado

projétil


Efeitos do Golpe de Ariete


Pontos de Drenajem de condensado Pontos de Drenajem de condensado de linhas de vapor de linhas de vapor

Condensado

Conjunto de Purga

Secção

Seccção

Conjunto de Purga

Vapor

Vapor

Correto

Incorreto


Drenaje del Condensado de una Drenaje del Condensado de una DerivaçãoDerivação

Válvula de corte

Conjunto de Purga

Tubulação


Tubulações Para VaporTubulações Para VaporSaturadoSaturado


Como se dimensiona uma tubulação Como se dimensiona uma tubulação para vaporpara vapor

Com base nos seguintes critérios: Velocidade do Fluido Queda de Pressão


Quadro de Dimensionamento de Tubulações para Quadro de Dimensionamento de Tubulações para Vapor (kg/h) - Critério de VelocidadeVapor (kg/h) - Critério de Velocidade

Pressure Velocity Tamaño nominal de latubería /Diámetro interno realbar m m/s 15 20 25 32 40 50 65 80 100 125 150

15.8 20.93 26.64 35.04 40.9 52.5 62.7 77.92 102.26 128.2 154.0515 9 15 25 43 58 95 136 210 362 569 822

0.4 25 14 25 41 71 97 159 227 350 603 948 136940 23 40 66 113 154 254 363 561 965 1517 219115 10 18 29 51 69 114 163 251 433 681 983

0.7 25 17 30 49 85 115 190 271 419 722 1135 163840 28 48 78 136 185 304 434 671 1155 1815 262115 12 21 34 59 81 133 189 292 503 791 1142

1 25 20 35 57 99 134 221 315 487 839 1319 190440 32 56 91 158 215 354 505 779 1342 2110 304615 18 31 50 86 118 194 277 427 735 1156 1669

2 25 29 51 83 144 196 323 461 712 1226 1927 278240 47 82 133 230 314 517 737 1139 1961 3083 445115 23 40 65 113 154 254 362 559 962 1512 2183

3 25 38 67 109 188 256 423 603 931 1603 2520 363940 61 107 174 301 410 676 964 1490 2565 4032 582215 28 50 80 139 190 313 446 689 1186 1864 2691

4 25 47 83 134 232 316 521 743 1148 1976 3106 448540 75 132 215 371 506 833 1189 1836 3162 4970 717615 34 59 96 165 225 371 529 817 1408 2213 3195

5 25 56 98 159 276 375 619 882 1362 2347 3688 532540 90 157 255 441 601 990 1411 2180 3755 5901 852115 39 68 111 191 261 430 613 947 1631 2563 3700

6 25 65 114 184 319 435 716 1022 1578 2718 4271 616740 104 182 295 511 696 1146 1635 2525 4348 6834 986715 44 77 125 217 296 487 695 1073 1848 2904 4194

7 25 74 129 209 362 493 812 1158 1788 3080 4841 698940 118 206 334 579 788 1299 1853 2861 4928 7745 11183


Dimensionamiento de Tuberías Para VaporDimensionamiento de Tuberías Para VaporCriterio de caída de presiónCriterio de caída de presión


Distribuição a Alta PressãoDistribuição a Alta PressãoProporciona las siguientes ventajas: Las tuberías de vapor podrán ser de menor diámetro, y por lo tanto las

pérdidas de calor (energía) serán menores, ya que la superficie es más pequeña.

Menor costo de las líneas de vapor, tanto por los materiales como tuberías, bridas y soportes, como por la mano de obra.

Menor costo del aislamiento. Vapor más seco en el punto de utilización gracias al efecto de la

reducción de presión. La caldera puede funcionar a una presión que corresponde a las

condiciones óptimas de funcionamiento, elevando su rendimiento.


Estación Reductora de PresiónEstación Reductora de Presión


Título o Calidad del vaporTítulo o Calidad del vapor(Vapor saturado seco / Vapor húmedo)(Vapor saturado seco / Vapor húmedo)


Título o Calidad del vaporTítulo o Calidad del vapor(Vapor saturado seco / Vapor (Vapor saturado seco / Vapor

húmedo)húmedo)Flujo

Separador de gotas


Circuito típico de vaporCircuito típico de vapor


Eliminación del Aire en líneas de vaporEliminación del Aire en líneas de vapor

Tubería de Vapor

Trampa para vapor

Aire

Eliminador de Aire de Presión

balanceada


Pérdida de vapor por orificiosPérdida de vapor por orificios

Ej. a 7 bar de presión un orificio de 5 mm. que descarga a la atmósfera deja pasar aprox. 50 kg. de vapor.


Trampas Para Vapor Spirax SarcoTrampas Para Vapor Spirax Sarco


¿Que es una Trampa Para vapor?¿Que es una Trampa Para vapor?

• Cuando el vapor cede su calor latente o entalpía de evaporación se convierte en condensado.

• La trampa para vapor es una válvula automática que cierra en presencia de vapor y abre cuando le llega condensado.


¿Por qué funciona una Trampa Para ¿Por qué funciona una Trampa Para Vapor ?Vapor ?

Por la diferencia de presión entre la entrada y la salida de la trampa. A esta diferencia de presiones se la

denomina

“Presión diferencial”


Gráfico de Dimensionamiento de Gráfico de Dimensionamiento de TrampasTrampas

0100200300400500600700

0 10 15 20 25 30 35

Presión diferencial (Bar)

Con

dens

ado

(kg/

h)


FiltrosFiltros

Antes de una trampa para vapor o una válvula de control es imprescindible colocar un filtro y realizar su limpieza periódicamente.


Operación de la Trampa a Flotador Operación de la Trampa a Flotador

En el arranque, el venteo termostático permite la salida del aire, evitando que la trampa se bloquee.

El condensado llega a la trampa, elevándose el flotante y el mecanismo de palanca abre la válvula de salida El condensado caliente cierra el venteo. El condensado descarga en forma contínua.

Cuando llega vapor a la trampa, la válvula principal cierra. La válvula se encuentra siempre debajo del nivel de agua evitando pérdidas de vapor vivo.

1 2 3


Trampas a FlotadorTrampas a Flotador– Ventajas• Descarga contínua de condensado• Se adapta a variaciones de presión y

temperatura• Con elementos termostáticos eliminan aire• Posibilidad de incorporar antibloqueo por

vapor– Desventajas• No resisten bien las heladas


Operación de la Trampa de Balde InvertidoOperación de la Trampa de Balde Invertido

El condensado llega a la trampa y forma un sello de agua.El peso del balde mantiene a la válvula abierta.El condensado fluye desde abajo de la trampa y sale.

Cuando ingresa el vapor, el balde se eleva haciendo elevar el mecanismo de palanca, cerrando la válvula.

Parte del vapor atrapado condensa y parte sale por el orificio de venteo.El peso del balde hará que la válvula se aleje de su asiento repitiendo el ciclo.

El orificio de venteo en el balde hará que se acumule aire en la parte superior de la trampa. El orificio,por ser pequeño ventea el aire lentamente. Puede requerirse un venteo separado.

Orificio de venteo

1 2 3 4


Trampas de Balde InvertidoTrampas de Balde Invertido– Ventajas• Robustas• Resisten golpes de ariete– Desventajas • No resisten bien las heladas • No eliminan bien el aire • Pueden perder el sello de agua


Trampa Termostática de Presión Trampa Termostática de Presión BalanceadaBalanceada

CápsulaPresiónBalanceada


Respuesta de las Trampas de Presión Respuesta de las Trampas de Presión BalanceadaBalanceada

Presión (bar m)

Tem

pera

tura

(

)

oC

Curva Vapor Saturado

Respuesta Trampa de Presión Balanceada

80

100

120

140

160

180

200

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15


Cápsula de Presión BalanceadaCápsula de Presión Balanceada

Abierta Cerrada


Trampas Termostáticas de Presión Trampas Termostáticas de Presión BalanceadaBalanceada

– Ventajas• Pequeñas pero de gran capacidad• Eliminan aire• Resisten heladas y golpes de ariete• Autoajustables a variaciones de presión– Desventajas• No usar cuando no se acepte anegamiento

de condensado


Trampa para vapor bimetálicaTrampa para vapor bimetálica

Cuerpo y tapa forjada

Malla de acero inoxidable

Diseño de operación rápida

Elemento estrella para seguir la curva de saturación y reaccionar a los cambios de temperatura.


Respuesta Trampas BimetálicasRespuesta Trampas Bimetálicas

Presión (bar m)

Tem

pera

tura

(

)

oC

Curva Vapor Saturado

Respuesta Trampas

Bimetálicas

80

100

120

140

160

180

200

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15


Trampas BimetálicasTrampas Bimetálicas– Ventajas• Eliminan aire• Resisten heladas y golpes de ariete• Amplio margen de presiones• Descarga a temperatura inferior al vapor,

aprovechando el calor sensible– Desventajas• Poca rapidez a cambios de caudal o presión• No usar cuando no se acepte anegamiento

de condensado


Operación de las Trampas Operación de las Trampas TermodinámicasTermodinámicas

1 2

3 4

Al comienzo, la presión entrante

eleva el disco.El condensado

frio es descargado

inmediatamente.

El condensado caliente que fluye a través de la trampa libera vapor flash.La alta velocidad provoca baja presión debajo del disco haciendo que apoye en su asiento. Simultáneamente la presión del vapor flash creada en la cámara sobre el disco,fuerza a éste hacia abajo oponiéndose a la presión del condensado que llega.

El disco asienta en el anillo

interior y cierra la entrada.

El disco también se asienta en el

anillo exterior y mantiene la

presión en la cámara.

La presión en la cámara disminuye debido a la condensación del vapor flash y el disco se eleva.Luego, el ciclo se repite y el condensado circula libremente a través de la trampa.


Trampas TermodinámicasTrampas Termodinámicas– Ventajas• Amplia gama de presiones• Robustas, compactas• Resisten golpes de ariete, vapor recalentado y heladas• Fácil verificación y mantenimiento• Normalmente fallan en posición abierta– Desventajas• No adecuadas para presión de entrada muy baja o

contrapresión mayor al 80% de la presión de entrada• No son buenas eliminadoras de aire


Líneas de Condensado para Presiones Líneas de Condensado para Presiones de Vapor menores a 4 bar mde Vapor menores a 4 bar m

Caída de presión em mbar por metro

Diámetro nominal(mm.)

0,5 mbar 1 mbar

15 130 18020 290 42025 540 79032 1180 170040 1790 259050 3450 499065 6950 1015080 10900 15650

100 22200 31900

Tuberías de acero- Capacidad en Kg./hora


Líneas de Condensado para presiones Líneas de Condensado para presiones de vapor mayores a 4 bar mde vapor mayores a 4 bar m

1. Desde la presión antes de la trampa trazar una línea horizontal hasta la presión deseada en la línea de retorno (A).

2.Desde A trazar una vertical hasta la horizontal de la carga de condensado (B)

3.Seguir la curva de la derecha y la horizontal hasta la presión elegida para la línea de retorno (C)

4.Trazar una vertical hasta la velocidad del vapor flash, por ej. 25 m/seg. (D)

5.Leer el tamaño de la línea de retorno.


Extracción del condensado de equipos Extracción del condensado de equipos controlados termostáticamentecontrolados termostáticamente


Ruptor de VacíoSe requiere baja presióndiferencial para abrir la válvula

Junta de acero inoxidable

Cuerpo hexagonal

Conexión alsistema

Cuerpo y tapa debronce o aceroinoxidable

Conexión a la atmósfera

Válvula de precisiónde acero inoxidable

Durante la operación normal la válvula permanece sobre su asiento.En el punto de vacío, la válvula se eleva debido a la presión del aire atmosférico,evitando la formación de vacío en el espacio de vapor.


Aplicación TípicaAplicación Típica

Ruptor de vacioAire

Paila


Bombas y Bombas trampa para Bombas y Bombas trampa para condensadocondensado

Bomba PPP

Bomba trampa APT 14


VálvulasMariposa Válvulas

con fuelle

Otros accesorios

Válvulas esféricasmanuales y actuadas Filtros “Y”

Visores Calentadores de agua


Spirax Sarco S.A.Autopista Panamericana Colectora Este N° 24951(B1611DFB) Don Torcuato, Pcia.de Buenos Aires

E-mail: [email protected]

www.SpiraxSarco.com/ar

FIN

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